3. Воздействия на путь от подвижного состава. Виды колебания кузова на рессорах

1) Силы, действующие в вертикальной плоскости

• P_ст – статическое давление колеса на рельс [кгс]

• Р_дин – динамическое давление колеса на рельс (при движении); является функцией от

• P_ст,

• P_р ( дополнительное динамическое давление , возникающее при колебании надрессорного строения)

• P_нкк и P_инк – дополнительные динамические силы, возникающие при прохождении по рельсу колеса с непрерывной или изолированной неровностью

2) Силы, действующие в горизонтальной плоскости

Н_бок – боковое давление колеса на рельс

Н_бок = f (P_ст, v, R, l₀)

Здесь l₀ – жесткая база экипажа (для 4^хосн вагонов l₀=185 см)

Н_бок ≈ (0,5÷12,0) тс

3) Силы, действующие в продольном направлении

• Сила трения

• Сила угона

P_у=f(режим ведения поезда, Q (вес поезда), l_i (расстояние между осями поезда).

Угон рельсовой нити идёт при торможении – по ходу движения, при разгоне – против.

Причины угона – удары колес о рельсы в стыках; торможение подвижного состава; сопротивление движению колес подвижного состава по рельсам; изгиб рельса под движущейся нагрузкой (осн!).

При изгибе рельса в сечении под нагрузкой его нижние волокна растягиваются, верхние сжимаются, а сечения, находящиеся на некоторых расстояниях от колеса, поворачиваются так, что по отношению к незагруженному положению рельса нижние волокна оказываются передвинутыми вперед на некоторое значение ∆х. Если колесо, двигаясь, накатывается на это сечение и не дает ему возможности вернуться в исходное положение, то весь рельс за колесом подтягивается, а перед колесом продвигается вперед на ∆х. Это может произойти лишь в том случае, если будут преодолены сопротивления этим перемещениям рельса. Одно отдельно взятое колесо обычно не может при своем движении переместить рельс. Если же движется большая группа колес, каждое из которых стремится это сделать, то такое продвижение может в ряде случаев осуществляться за счет продвижения рельсовой нити в сторону одного из стыков, обладающего наименьшим сопротивлением. При движении экипажа на путь дей­ствуют, кроме сил тяжести, также силы инерции, появляющиеся при совмест­ных колебаниях подвижного состава и пути в вертикальной и горизонтальной плоскостях, тормозные силы и т. д. Ко­леса экипажа при общем поступатель­ном движении имеют сложные про­странственные перемещения, которые вызывают колебания рессорных ком­плектов и находящегося на них кузова.

Сложные колебания кузова принято разделять на

• возвратно-поступатель­ные и вращательные относительно трех осей координат, проходящих через центр тяжести кузова.

• возвратно-поступательные: подпрыгива­ние (вдоль вертикальной оси); подерги­вание (вдоль продольной); относ (вдоль поперечной).

• вращатель­ные: виляние (вокруг вертикальной); боковая качка (вокруг продольной); га­лопирование (вокруг поперечной).

В инженерных расчетах пути на прочность весь этот сложный процесс учитывается введением инерционной силы Pp.

Рр — вертикальная сила инерции, вызванная колебаниями кузова на рес­сорах (обрессоренных масс экипажа) и приходящаяся на одно колесо, опреде­ляется через жесткость рессорного ком­плекта и ординату его колебания. В дальнейшем будем иметь в виду, что жесткость любого элемента численно равна силе, вызывающей его единич­ную линейную деформацию в сечении под силой в направлении действия этой силы